khắc phục tình trạng mất căn bản môn hóa học ở học sinh

Tính theo phương trình hóa học PTHH là một trong những kiến thức trọng tâm xuyên suốt chương trình hóa học THCS và cả THPT sau này , chỉ có nắm vững phương pháp và thực hành thành thạo

PHẦN I MỞ ĐẦU

I Lí do chọn đề tài

Ở cấp THCS các em bắt đầu làm quen với bộ môn Hóa học từ lớp 8 Nhưng muốn học tốt môn Hóa học đòi hỏi ở mỗi học sinh phải giải quyết nhiều bài tập, biết vận dụng lý thuyết để giải bài tập Vì thế, các em phải nắm được các bước giải bài tập Hóa học cơ bản ngay từ lớp 8

Vấn đề được đề tài nghiên cứu trong giảng dạy hóa học là kiến thức cơ bản, xuyên suốt trong chương trình Hóa học phổ thông Nó làm nền tảng căn bản quan trọng trong việc giải bài tập tính theo phương trình hóa học Do đó để khắc phục tình trạng mất căn bản môn Hóa học ở học sinh, bản thân tôi nghĩ rằng cần phải tìm ra một giải pháp để nâng cao chất lượng bộ môn Hóa học là

nhiệm vụ rất quan trọng và cần thiết Đó là lý do tôi chọn đề tài này để nghiên

cứu

Tính theo phương trình hóa học (PTHH ) là một trong những kiến thức trọng tâm xuyên suốt chương trình hóa học THCS và cả THPT sau này , chỉ có nắm vững phương pháp và thực hành thành thạo việc tính theo PTHH mới có thể giải quyết được những bài tập hóa họcvề PTHH - loại bài tập cơ bản của bộ môn hóa học

Trong quá trình dạy học bộ môn chúng ta đã chú ý đến việc hướng dẫn học sinh các phương pháp tính theo PTHH , yêu cầu học sinh giảI được các bàI tập thông thường trong sách giáo khoa , tuy nhiên còn nhiều học sinh rất lúng túng khi giảI các bàI tập loại này , đặc biệt là n hững học sinh đang học lớp 9 ĐIều đó chứng tỏ học sinh chưa được rèn luyện kỹ năng thực hành tính theo PTHH , đặc biệt trong việc đổi mới phương pháp dạy học hiện nay : làm thế nào

đẻ giúp học sinh chủ dộng , sáng tạo tiếp thu kiến thức đồng thời có kỹ năng tính theo PTHH vấn đề đwocj nhiều giáo viên bộ môn hóa quan tâm và coi đây là một nội dung quan trọng trong việc rèn luyện tay nghề , nghiệp vụ sư phạm

Nhận thức được ý nghĩa và tầm quan trọng củ ván đề nêu trên , tôi vạch ra nhiệm vụ và phương pháp nghiên cứu , tìm tòi , sáng tạo để rút ra kinh nghiệm

trong việc rèn luyện kỹ năng tính theo PTHH cho học sinh lớp 8 và coi đây là cơ

sở khoa học quyết định để đạt được hiệu quả cao trong việc giảng dạy kiến thức

về PTHH nói riêng và bộ môn hoa học ở trường THCS nói chung

2 Mục tiêu nghiên cứu

Nghiên cứu mong muôn sẽ giúp học sinh khắc phục được những yếu điểm

đã nêu về Hóa học từ đó đạt được kết quả cao môn Hóa nói riêng và đạt kết quả cao trong quá trình học tập nói chung

Ý nghĩa rất quan trọng mà đề tài đặt ra là: Tìm được một phương pháp tối

ưu nhất để trong quỹ thời gian cho phép hoàn thành được một hệ thống chương trình quy định và nâng cao thêm về mặt kiến thức, kỹ năng, kỹ xảo trong việc giải các bài toán và tiếp cận các vẫn đề về Hóa học Từ đó phát huy, khơi dậy,

sử dụng hiệu quả kiến thức vốn có của học sinh, gây hứng thú học tập cho các em

3/ Đối tượng nghiên cứu:

Đối tượng nghiên cứu của đề tài là việc đổi mới phương pháp giảng dạy Hóa học THCS, nội dung đề tài đang nghiên cứu Ngoài ra, khách thể nghiên cứu của đề tài là học sinh trường THCS

3/ Phạm vi nghiên cứu:

Phạm vi nghiên cứu của đề tài là Phương pháp giảng dạy môn Hóa học lớp 8, Áp dụng cho tiết trong phân phối chương trình môn Hóa học tại trường THCS xxx

4/ Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp nghiên cứu các tài liệu liên quan đến bộ môn Hóa học

- Phương pháp tổng hợp tài liệu

- Phương pháp kiểm tra đánh giá kết quả học tập của học sinh

- Phương pháp đàm thoại

- Phương pháp hỏi ý kiến chuyên gia

- Phương pháp thống kê toán học

II- Thực trạng của vấn đề nghiên cứu :

1- Thực trạng : Trong chương trình hóa học lớp 8 , những kiến thức liên quan đến kiến thức tính theo PTHH chủ yếu ở các bài : 15 , 16,19,20,21,22 Đực biệt

là bài 22 : Tính theo phương trình hóa học

Mức độ yêu cầu của bài là Học sinh biết cách xác định khối lượng của những chất tham gia hoặc khối lượng của các sản phảm , đông thời từ PTHH và số liệu của bàI toán học sinh biết cách xác định thẻ tích của những chất khí tham gia hoặc thể tgích chất khí tạo thành

Thực tế đòi hỏi về kiến thức của học sinh (theo sách giáo khoa - thông qua các bàI tập , câu hỏi ) đa dạng và phức tạp hơn nhiều , học sinh phảI có kỹ năng về lập PTHH ( áp dụng linh hoạt ) thì mới giảI quyết được

Qua khảo sát một số học sinh lớp 9 năm học 2005 -2006 về các bàI tập tính theo PTHH theo các mức độ khác nhau :

1- Bài tập dạng đơn giản và cơ bản

2- Bài tập dạng kép ( gồm 2 PTHH cơ bản )

3- Bài tập tổng hợp phức tạp

Kết quả như sau :

Tổng

số

HS

Mức

độ

BT

Từ kết quả trên đây và thực tế học tập của HS đặc biệt những sai sót khi là bàI , tôI nhận thấy :

- Đa số học sinh chưa có phương pháp học tập bộ môn đặc biệt là kĩ năng lập PTHH và tính theo PTHH , nhiều học sinh viết sai PTHH , chưa có phương pháp giảI bàI tập đặc biệt những bàI tập khó , phức tạp còn một số học sinh nhầmg lẫn giữa các đại lượng m, M hoặc V tính theo mol

- Một số học sinh có năng lực toán học nhưng vẫn lúng túng khi lập và tính theo PTHH , hoặc nếu tính được thì cách diễn đạt còn dàI , chưa khoa học Thực trạng trên đây đòi hỏi chúng ta phảI có giảI pháp cảI tiến phương pháp và lựa chọn nội dung phù hợp đặc biệt chú ý đến các tiết luyện tập , ôn tập hoặc

dạy tự chọn trong chương trình , kết hợp các tiết lí thuyết , rèn luyện kỹ năng cho học sinh từ đó có hướng bồi dưỡng học sinh khá giỏi

PHẦN II NỘI DUNG

I- CÁC GIẢI PHÁP THỰC HIỆN : lựa chọn nội dung và lựa chọn phương pháp , cụ thể như sau :

I.1 - Lựa chọn kiến thức để rèn luyện kỹ năng :

Căn cứ vào thời gian cho phép trên lớp ( các tiết lí thuyết , tiết luyện tập , tiết ôn tập )ta lựa chọn một số nội dung bổ sungcho học sinh dưới dạng bài tập , luyện tập có gợi ý của giáo viên

I.1.1- Rèn luyện kỹ năng lập PTHH : Lập PTHH là yếu tố tiên quyết để giải bài toán tính theo PTHH , chỉ có thể học tốt khi học sinh có kỹ năng lập PTHH một cách thành thạo

-Kiến thức sách giáo khoa mới cho học sinh biết sơ lược một số sơ đồ phản ứng và cá bước lập PTHH ( ba bước ) song còn đơn giản , đặc biệt là cách cân bằng PT ( chọn hệ số ) vì vậy trước hết nên cho HS nắm vững vểnèn luỵên kỹ năng chọn hệ số thật thành thạo

Có thể lựa chọn bổ sung 3 phương pháp sau đây cho học sinh

Ví dụ : cân bằng PTHH theo sơ đồ sau :

Al + O2 -> AL2O3

Phương pháp 1 : - tìm BSCNN cho số nguyên tử ( của các nguyên tố có số nguyên tử chưa bằng nhau ): ở đây là 2 (ở O2 )và 3 ( ở Al2O3 ) của nguyên tố ôxi

Ta có BSCNN ( 2, 3 ) = 6

- Chọn hệ số cho số nguyên tử O băng BSCNN theo thứ tự

Al + O2 - -> AL2O3 (2 ) (1 )

- Chọn hệ số cho các nguyên tố còn lại( ở đây là Al hệ số 4 )

Ta có : 4Al + 3O2 2Al2O3

(3) (2) (1)

( con số trong ( ) chỉ thứ tự chọn hệ số )

Phương pháp 2 : ( phương pháp chẵn lẻ )

- Nếu bên trái và bên phải mũi tên có số nguyên tử của một nguyên tố nào

đó không bằng nhau mà lại có một bên có số nguyên tử chẵn một bên lẻ (ở đây là O )

Ta lập luận như sau : Muốn có số nguyên tử hai vế bằng nhau tghif buộc cả hai vế phải có số nguyên tử đều chẵn , ta phải chon hệ số chẵn là 2, 4, 6… cho các CTHH chứa các nguyên tố có số nguyên tử lẻ

- trương hợp ở PƯHH trên :O ở vế trái có số nguyên tử luôn luôn chẵn nên

ta phải chọ hệ số cho vế phải của Al2O3 có hệ số chẵn , ví dụ :2 , từ đó tiếp tục chọn các hệ số còn lại, cụ thể :

: 4Al + 3O2 2Al2O3

(3) (2) (1)

Phương pháp 3 ( phương pháp logic toán học )

Chọn một công thức hóa học có liên quan nhiều đến các CTHH khác và cho nó một hệ số đơn giản nhất ( có thể là 1 ) , dựa vào phép suy luận logic để xá dịnh các hệ số khác, nếu các hệ số là phân số thì ta quy đồng và khử mẫu số :

ở ví dụ trên : ta chọn Al2O3 có liên quan nhiều nhất , cho hệ số đơn giản nhất là 1

Lập luận : - để có số nguyên tử O ở vế trái là 3 thì hệ số O2 phải là

2 3

- Để có số nguyên tử Al ở vế trái là 2 thì hệ số AL phải là 2

- ta có : 2Al +

2

3

O2 Al2O3

- Để khử mẫu số ta quy đồng và nhân hai vế với 2:

Ta được : : 4Al + 3O2 2Al2O3

Ví dụ 2 : chọn hệ số để được PTHH theo sơ đồ sau ( chọ PP3 ):

FeS2 + O2 - -> Fe2O3 + SO2

các CTHH có nhiều liên quan là : FeS2 , Fe2O3 & SO2

ta có thể chọn một trong ba công thức trên đều được , giả sử ta chọn FeS2

- Ta cho FeS2 hệ số 1 thì :

- Để cân bằng Fe ta phải chọn hệ số

2

1

cho Fe2O3 -Để cân bằng S ta phảI chọn hệ só 2 cho SO2

- Để xác định hệ số O2 ta phảI tính tổng số O ở vế phảI :

3

2

1

+2.2 =

2

11

Vậy hệ số của O2 phảI là

4 11

Lúc này ta đã cân bằng về toán học :

1FeS2 +

4

11

O2 - ->

2

1

Fe2O3 + 2SO2 (1 ) (4) (2) (3)

ta chỉ việc khử mẫu số ( bằng cách nhân các hệ số với 4 )

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2

Giả sử chọn Fe2O3 cho hệ số dơn giản là 1 thì

- Để cân bằng Fe ta phảI chọn hệ số 2 cho FeS2

- Để cân bằng S ta phảI chọn hệ só 4 cho SO2

- Để xác định hệ số O2 ta phảI tính tổng số O ở vế phảI : 3.1 + 4.2 =11 Vậy hệ số của O2 là

2 11

Ta được 2FeS2 +

2

11

O2 - -> Fe2O3 + 4SO2 (2) (4) (1) (3)

Đến đây ta chỉ việc nhân các hệ số với 2 là được :

4FeS2 + 11O2 2Fe2O3 + 8SO2

Nếu chọn S O2 ta cũng làmg tương tự như trên

- Kiến thức về lập sơ đồ phản ứng :HS thường lúng túng khi lập sơ đồ phản ứng , ta phảI rèn luyện cho HS kỹ năng này bằng cách hệ thống một số hình thức

và phương pháp xác định :

+ Dựa vào đầu bài toán : Thông thường đầu bài cho biết chất tham gia , chất tạo thành , HS đọc kỹ xác định và viết chính xác CTHH các chất này thì sẽ xác định được sơ đồ phản ứng

+ Dựa vào tính chất hóa học của các chất đã được học ở lớp 8 ( Oxi , hiđro , nước ) , yêu cầu HS phảI nắm vững tính chất của chúng để viết chính xác

sơ đồ phản ứng+ Dựa vào loại phản ứng và suy luận :

ở lớp 8 HS được học các loại phản ứng : Hóa hợp Phân hủy Phản ứng thế -Phản ứng ôxi hóa - khử : Khi đã xác định được loại phản ứng tghì suy luận ra các chất sản phẩm Ví dụ : Khi lập sơ đồ phản ứng hóa hợp ( Đặc biệt là ôxi hóa hợp với một nguyên tố khác ) , HS xác định được phản ứng phảI tạo thành một chất ( gồm các nguyên tố thành phần ở các chất tham gia , dựa vào cách lập CTHH để viết đúng CTHH , chẳng hạn khi cho ôxi tác dụng với kim loại ( Đốt cháy , hóa hợp , để ngoàI không khí bị tác dụng ) thì sản phẩm thường phảI là ôxit kim loại : O2 + M - -> M2On ( n là hóa trị của KL )

Cụ thể khi đốt các kim laọi AL , Mg , Zn , Fe ta thu được các ôxit : Al2O3 , MgO , ZnO , Fe2O3

Những kiến thức này HS được cung cấp dần trong chương trình lớp

8 và giáo viên cần chú ý rèn luyện củng cố để các em có được kỹ năng viết thành thạo các sơ đồ phản ứng , từ đó lập được PTHH

2- Rèn luyện kỹ năng giảI bàI toán tính theo PTHH :Cần củng cố và bổ sung mọt số kién thức để HS nắm vững từ đó rèn luyện được kỹ năng:

a Trước hết cần xác định rõ các bước tiến hành để giảI một bàI toán ,hiện nay trong SGK đã thể hiện ba bước , theo tôI nên xây dựng thành ba bước chính như sau ;

- Bước 1 : Đọc và tóm tắt đầu bàI ( xác định các chất tham gia , chất tạo thành xác định đIũu kiện đầu bàI : đã cho biết chất nào , cần tìm chất nào ? Đổi từ đơn

vị khối lượng (g) hoặc thể tích (l, ml) ra số mol ) từ đó lập PTHH

Đây là bước quan trọng nhất , HS càn được rèn luyện thành kỹ năng ( Kết hợp các kiến thức đã nêu ở mục 1 )

Cần chú ý viết đúng và đủ các PTHH của mỗi phản ứng xảy ra , tóm tắt những đIều đã biết ,cần tgìm ghi bằng kí hiệu : khói lượng (m) , số mol (n) , thể tíc (V) ghi rõ CTHH các chất phía dưới kí hiệu , ghi rõ đơn vị , nên hình thành thói quen cho học sinh (ghi vào một vị trí xác định trong bàI làm )

Ví dụ : với bàI tập : Bỏ miếng kim loại nhiôm vào dung dịch có chứa 0,4 mol axit HCl , khi nhôm phản ứng hết thu dược 2,24l khí hiđro (đktc), hãy tgìm khối lượng nhôm đã phản ứng Ta có thể tóm tắt như sau ;

nHCl =0,4 mol - xác định chất tham gia : HCl , Al

VH2 = 2,24l - chất tạok thành : H2 ( và sản phẩm thế AlCl3)

mAL = ?n2 nH2 = 2,24 /22,4 = 0,1 mol

Bước 2 : từ hệ số của PTHH và số mol bàI ra ta đặt tỷ lệ thức :

a - b

a' x hay a/a' = b/x

-> x= b

a

a'

Từ đó tìm được số mol của chất cần tìm

b- Phân loại bàI tập ở lớp 8 theo 3 loại sau đây :

1- BàI toán cơ bản đơn : là loại bài toán chỉ có 1 phản ứng xảy ra , đầu bài cho biết lượng một chất và yêu cầu phảI tính lượng nhiững chất khác trong phản ứng Đây là dạng cơ bản và đơn giản nhất , yêu cầu 75- 80% HS phảI tính được thành thạo

- Cách giảI : áp dụng ba bước giảI cơ bản

- yêu cầu : thành thục , tính nhanh , chính xác ( có ký năng tính toán , biết giản ước các đơn vị )

2- BàI toán cơ bản kép : yêu cầu tính lượng một chất tham gia hoặc tạo thành trong hai hoặc nhiều phản ứng

- Yêu cầu : - PhảI xác định đầy đủ các phản ứng và lập đúng các PTHH

- Giải thành thạo bài toán cơ bản đơn , áp dụng để giải theo từng PTHH

Ví dụ 2 : Khử 200g hỗn hợp Đồng (II) oxit và sắt (III) oxit bằng khí hiđro Tính thể tích khí hiđro cần dùng biết răng trong hỗn hợp CuO chiếm 20 %về khối lượng

Yêu cầu HS phảI phân tích kĩ đầu bàI , viết dúng hai PTHH , tính toán chính xác m( CuO , Fe2O3) =200g Các PTHH :

%CuO = 20% CuO + H2 Cu + H2O (1)

VH2 = ? 1mol 1mol

Fe2O3 + 3H2 2Fe + 3H2O 1mol 3mol

HS phân tích và tìm ra cách giảI bằng cách tính VH2 ở từng PTHH khi biết mCuO

và mFe2O3 ( từ giả thiết mCuO = 20% ) sau đó cộng lại ( Tính theo số mol sau đó tính thể tích ) Ví dụ 2 : Đốt cháy 50g hỗn hợp khí hiđro và khí metan CH4 Biết rằng trong hỗn hợp khí hiđro chiểm 20% về khối lượng Tính thể tích không khí

đã dùng cho phản ứng và khối lượng nước tạo thành biết oxi chiếm

5

1

về thể tích

KK

TT PTHH

mhh = 50g 2H2 + O2 2H2O

Vkk = ? 2mol 1mol 2mol

mH2O = ? CH4 + 2O2 CO2 +2H2O

1 2 2

Yêu cầu HS phân tích và xác định bài toán gồm 2PTHH , muốn tính VO2 ( từ đó suy ra VKK ) cần tính VO2 ở từng phản ứng , sau đó cộng lại ( tính theo số mol ) , khối lượng nước cũng tính tương tự

Nếu bài toán có nhiều PTHH ta cũng yêu cầu HS xác định tương tự

3- BàI toán cho biết lượng của cả hai chất tham gia phản ứng và yêu cầu tính lượng chất tạo thành

Yêu cầu HS nắm được kiên thức cơ bản : trong hai chất tham gia phản ứng sẽ có 1 chất phản ứng hết chất còn lại có thể hết hoặc dư Lượng chất tạo thành được tính theo lượng chất nào phản ứng hết

Có nhiều cách xác định chất nào phản ứng hết , ta có thể hướng dẫn và bổ sung kiến thức cho HS , tuy nyhiên nên giới thiệu 2 phương pháp phổ biến sau đây :

PP1 : có PTHH tổng quát :

A + B C + D

Theo PTHH ta có tỷ lệ số mol : nA : nB = = 1 : b

Theo đầu bàI thì : nA : nB = = 1 : b' ( rút gọn về đv)

Ta so sánh b và b'( nB )

- Nếu b' < b thì chất B phản ứng hết

- Nếu b > b' thì B là chất còn dư tức là A phản ứng hết

PP 2 : A + B C + D

Theo PTHH : nA nB

Theo đầu bàI thì : n'A n'B

Ta lập tỷ số : n'A / nA (1) và n'B/nB (2) so sánh giá trị (1) & (2) , nếu : (1) < (2) thì A hết , B dư , nếu (1) > (2) thì A dư B hết

Ví dụ : Lờy vào bình 5,6 lít khí ôxi và 5,6lít khí hiđro ( đktc ) để tổng hợp nước Tính khối lượng nước thu được

VO2 = 5,6l -> n O2 = 0,25mol ta có PTHH

VH2 = 5,6l -> nH2 = 0,25 mol 2H2 + O2 2 H2O

mH2O= ? 2mol 1mol

0,25mol 0,25mol

Xác định chất nào phản ứng hết như sau :

Cách 1 : theo PTHH : nH2 : n O2 = 2 : 1 = 1 : 0,5

theo bàI ra : nH2 : n O2 = 0,25 : 0,25 = 1 : 1

Só sánh 1 (b') và 0,5 (b) ta thấy 1> 0,5 tức b' > b vậy B dư tức O2 dư suy ra H2 phản ứng hết

Cách 2 : theo PTHH : nH2 = 2 ; n O2 = 1

theo bàI ra : n'H2 = 0,25 ; n' O2 = 0,25

Ta có n'H2/ nH2 = 0,25/2 = 0,125

n' O2 / n O2 = 0,25/1 = 0,25

Ta có n'H2/ nH2< n' O2 / n O2 vậy H2 , O2 dư

II- Lựa chọn phương pháp :Khi đã xác tdịnh dược nội dung kiến thức để rèn

luyện kỹ năng cho HS ta cần căn cứ vào thời gian và lựa chọ phương pháp phù hợp để đạt hiệu quả cao